اختصاصی شبکه علمی ثریا- باتریهای فلزی لیتیوم جدید با الکترولیتهای جامد، سبک وزن، قابل اشتعال، انرژی زیادی هستند و میتوانند خیلی سریع دوباره شارژ شوند، اما به دلیل اتصال کوتاه و خرابیها، به کندی ساخته میشوند. اکنون، محققان می گویند که این مشکل را حل کرده اند. این مشکل به استرس مربوط می شود. به بیان دقیق تر، استرس مکانیکی به خصوص در هنگام شارژ مجدد قوی باعث بروز مشکل میشود. در واقع فرورفتگی، خم شدن یا پیچش کم باتریها میتواند باعث باز شدن شکافهای نانوسکوپی در مواد و نفوذ لیتیوم به الکترولیت جامد شود که باعث اتصال کوتاه آن میشود.حتی گرد و غبار یا سایر ناخالصیهای وارد شده در تولید میتواند استرس کافی برای ایجاد خرابی ایجاد کند.
مشکل شکست الکترولیت های جامد مشکل جدیدی نیست و بسیاری این پدیده را بررسی کردهاند. تئوری ها در مورد اینکه دقیقاً علت چیست، فراوان است. برخی می گویند جریان ناخواسته الکترون ها مقصر است، در حالی که برخی دیگر به بعد شیمیایی اشاره می کنند. با این حال دیگران این تئوری را مطرح میکنند که نیروهای مختلف باعث این اتفاق میشوند. در مطالعهای که در 30 ژانویه منتشر شد، محققان در آزمایشهای دقیق و آماری مهم توضیح میدهند که چگونه نقصهای مقیاس نانو و استرس مکانیکی باعث از کار افتادن الکترولیتهای جامد میشوند. دانشمندان در سراسر جهان که تلاش میکنند باتریهای قابل شارژ جدید و جامد با الکترولیت بسازند، میتوانند مشکل را حل کنند یا حتی این کشف را به نفع خود کنند. باتریهای فلزی لیتیومی با انرژی متراکم، شارژ سریع و غیرقابل اشتعال که برای مدت طولانی دوام میآورند، میتوانند بر موانع اصلی استفاده گسترده از وسایل نقلیه الکتریکی، از جمله مزایای متعدد دیگر غلبه کنند.
اهمیت آماری
بسیاری از الکترولیت های جامد پیشرو امروزی سرامیکی هستند. آنها انتقال سریع یون های لیتیوم را امکان پذیر می کنند و به طور فیزیکی دو الکترود ذخیره انرژی را از هم جدا می کنند. مهمتر از همه، آنها ضد حریق هستند. اما مانند سرامیک ها در خانه های ما، می توانند ترک های ریز روی سطح خود ایجاد کنند. محققان از طریق بیش از 60 آزمایش نشان دادند که سرامیکها اغلب دارای ترکها، فرورفتگیها و شکافهای نانوسکوپی با عرض کمتر از 20 نانومتر هستند. محققان می گویند که در طول شارژ سریع، این شکستگی های ذاتی باز می شوند و به لیتیوم اجازه نفوذ می دهند. در هر آزمایش، محققان یک کاوشگر الکتریکی را روی یک الکترولیت جامد اعمال کردند و یک باتری مینیاتوری ایجاد کردند و از یک میکروسکوپ الکترونی برای مشاهده شارژ سریع در زمان واقعی استفاده کردند. متعاقباً، آنها از یک پرتو یون به عنوان یک چاقوی جراحی استفاده کردند تا بفهمند چرا لیتیوم بر روی سطح سرامیک در برخی مکانها جمع میشود، در حالی که در نقاط دیگر شروع به فرورفتن عمیقتر و عمیقتر میکند تا زمانی که لیتیوم روی الکترولیت جامد پل بزند و اتصالی کوتاه ایجاد کند. تفاوت این نقاط مربوط به فشار است. هنگامی که پروب الکتریکی فقط سطح الکترولیت را لمس می کند، لیتیوم در بالای الکترولیت جمع می شود حتی زمانی که باتری در کمتر از یک دقیقه شارژ شود. با این حال، هنگامی که کاوشگر به الکترولیت سرامیکی فشار می آورد، با تقلید از تنش های مکانیکی فرورفتگی، خمش، و پیچش، احتمال اتصال کوتاه باتری بیشتر است.
تئوری در عمل
یک باتری حالت جامد واقعی از لایههای صفحات کاتد-الکترولیت-آند ساخته شده است که روی هم قرار گرفتهاند. نقش الکترولیت جداسازی فیزیکی کاتد از آند است، در عین حال اجازه می دهد یون های لیتیوم آزادانه بین این دو حرکت کنند. اگر کاتد و آند به هر طریقی مانند تونلی از لیتیوم فلزی با یکدیگر تماس یا اتصال الکتریکی داشته باشند، یک اتصال کوتاه رخ می دهد. حتی یک خمیدگی ظریف، پیچش خفیف یا لکه گرد و غباری که بین الکترولیت و آند لیتیوم گیر کرده است، باعث ایجاد شکاف های نامحسوس می شود. محققان با استفاده از میکروسکوپ های الکترونی روبشی همان میکروسکوپ هایی که قادر به دیدن شکاف های نوپا در الکترولیت آزمایش نشده خالص نبودند ، فیلمی از این فرآیند ضبط کردند . آنها معتقدند این کمی شبیه به شکلی است که یک چاله در هنگام ساخت جاده به خود میگیرد ، همه چیز در ابتدا عالی ظاهر می شود. اما به هنگام بارش باران و برف، لاستیکهای ماشین آب را به ترکهای کوچک و از قبل موجود در جاده می برد و شکافهایی را ایجاد میکنند که در طول زمان رشد میکنند. لیتیوم در واقع یک ماده نرم است، اما مانند آب موجود در چاله، تنها چیزی که لازم است فشار برای افزایش شکاف و ایجاد شکست است. باتوجه به این موضوع تیم تحقیقاتی به دنبال راههایی برای استفاده عمدی از همین نیروهای مکانیکی برای سفتکردن مواد در طول تولید هستند، دقیقاً مانند آهنگری که یک تیغه را در حین تولید بازپخت میکند. آنها همچنین به دنبال روش هایی برای پوشش سطح الکترولیت هستند تا از ترک خوردن جلوگیری کنند یا در صورت ظهور آنها را ترمیم کنند.
سنتهای اجتماعی قرآن، راهی برای فهم عمیق حوادث بزرگ اجتماعی
میراث علمی ادبی ابن سینا از زبان محققان روسی، ازبکستانی و گرجستانی
مسجد سوخته کوی نصر بازسازی و افتتاح شد
رهبر شهید چگونه «وابستگی موشکی» را پیش از شکلگیری خنثی کرد؟
تصویب عناوین درسی مدارس بینالملل ایران برای نخستینبار
برنامههای درسی دانشگاه فرهنگیان بهروزرسانی شود
افتخارآفرینی دانشآموزان ایرانی در رقابت بینالمللی نوآوری فیزیک مالزی
فروش کتابهای درسی دانشآموزان فقط از سامانه رسمی مقدور است
در جامعه مهدوی رفتارها بر پایه ایثار و حذف انگیزههای سودجویانه است
بحارالانوار گردآوری جهتدار احادیث نیست؛ مجلسی و شکل دهی جامعه شیعه
ورود دانشجویان جدید با تأخیر انجام میشود/ کلاسها حتما حضوری است
نتایج اولیه آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در دهه اول شهریور اعلام می شود
پذیرش پژوهشگران پسادکتری تقاضامحور در ۱۲ دانشگاه و مرکز پژوهشی کشور
خدمات مرکز مشاوره دانشگاه علم و صنعت حضوری شد
ثبتنام ۴ هزارنفر در فراخوان جذب هیئت علمی علوم پزشکی/اعلام ظرفیت خالی
کوانتوم در آستانه تجاریسازی/ ۵ حوزهای که کوانتوم در حال تغییر آنهاست
توسعه تعاملات علمی و پژوهشی ایران و کشورهای بریکس
اعلام جزئیات شهریه دانشجویان شهریهپرداز دانشگاه الزهرا(س)
تکلیف افزایش ۲۰ درصدی ظرفیت پزشکی و دندانپزشکی تا سال ۱۴۰۴ مشخص شد
کاظمی: فرهنگ ایثار و شهادت، مزیت رقابتی ما در برابر دنیای استکبار است
واکنش سید عباس عراقچی وزیر امور خارجه به ادعای کمرشکنترین عملیات اقتصادی تاریخ
«لباس شخصی»سراغ یک پرونده امنیتی رفت
۵ نمایشنامه از ۵ درامنویس زن خوانده میشود
شکست «ددپول و ولورین» توسط «اودیسه»؛ رایان رینولدز تبریک گفت!
حجت الاسلام قمی: «مسجد» محور جامعه مبعوث است
بازگشت عمو پورنگ پس از ۵ سال به سیما
حجتالاسلام قمی: مسجد باید پرچمدار حرکت مؤمنان و جامعهسازی باشد
حجت الاسلام قمی: مسجد محدود به اقامه نماز نیست
حکمرانی شبکهای امام هادی(ع) در زندان و منشور کلامی زیارت جامعه کبیره
از سامرای محاصرهشده تا عصر غیبت/روایت راهبرد امام عسکری(ع) برای شیعه
فیلمساز ایرانی داور جشنواره یونانی شد
سفر «سندرم بلوغ» به انگلیس
«سیاوش» به هیچ نهادی وابسته نیست؛ هزینهها کاملا شخصی است!
شنیدن زمزمه عود و تمبک در آلبومی که به خواهر تقدیم شد
پذیرش تفاوتها در یک انیمیشن؛ اگر زال شاهنامه دختر بود چه میشد؟
از شکلگیری ایده تا شروع کسبوکار؛ «کارخانه»در رادیو اقتصاد راه افتاد
نمایشی با الهام از جهان موراکامی؛ ارتباط بین هنرمند و مخاطب مهم است
۳ چهره بزرگ در یک فیلم؛ حمایت برد پیت از مستند ویم وندرس درباره زومتور
جزئیات فصل جدید یک رویداد موسیقایی؛ وقتی موسیقی از تهران خارج میشود
تصویر معناداری که قالیباف در کنار خلیج فارس منتشر کرد
امیر جدیدی و حمید نعمتالله در پشتِ صحنه سریال داش آکل
«عید بیعت» در میدان ولیعصر(عج) برگزار میشود
بازگشت حماسی مصدق به قدرت،کینه شاه و دربار علیه دولت ملی را تعمیق کرد
شهادت امام حسن عسکری (ع) هیئت کجا برویم؟
مشرکان عصر جاهلیت موحد بودند؟
توییت معنادار معاون وزیر خارجه در پاسخ به ترامپ+عکس
سامرا آماده میزبانی از عزاداران امام حسن عسکری (ع) شد
اعلام برنامههای علمی هفته ملی ابنسینا در ایران
تلاش ملاعبدالله بهابادی در سازماندهی استنباط و روابط میان ادله
«عقل فعال» میراث حل مسائل روز؛ ابن سینا شاخصه عقلانیت در اسلام است
زبانآموز حرفهای چگونه آلمانی یاد میگیرد؟ نگاهی تخصصی به مسیر رسیدن از سطح A1 تا C1
محقق ایرانی باکتری را به ترانزیستور تبدیل کرد
جیمز وب ۳ سیاهچاله فعال در یک کهکشان دوردست کشف کرد
مصوبه مهم درباره اقتصاد دیجیتال
تولید ماده اولیه داروی ایرانی درمان «فیبروز کبدی»
ایده امیرکبیر در تأسیس دارالفنون چه بود؟
پرچم انتقام و خونخواهی بر فراز گنبد مساجد کشور به اهتزاز درمی آید
راهاندازی موکبهای دائمی در مرز ایران و عراق
چرا رهبر شهید به جوانان اروپایی نامه نوشتند؟
آثار و عوامل تجربه زیسته احساس تنهایی در دختران تجرد زیست
«فرمانده هرمز» را چقدر میشناسید؟
جزئیات برنامههای هفته آموزش هنر اعلام شد
شوراهای آموزش و پرورش؛ ظرفیت ملی برای جهش کیفیت و عدالت تربیتی
کاهش ۲۰ درصدی تخلفات اداری آموزشوپرورش
زنگ نماز همراه با زنگ مدرسه نواخته شود
آغاز دریافت کارت ۵ آزمون علوم پزشکی از امروز
جدیدترین تغییرات فراخوان جذب هیئت علمی علوم پزشکی را اینجا ببینید
آغاز ثبت نام پذیرفته شدگان آزمون دکتری از اول شهریور
جزئیات ثبت نام آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی گروه علوم پزشکی اعلام شد
نتایج نهایی آزمون دکتری اعلام شد
بیش از ۷۵۰ هزار نفر کارت کنکور ۱۴۰۵ و آزمون پذیرش دانشجو معلم گرفتند
زمان و تعداد سوالات گروههای پنجگانه کنکور سراسری ۱۴۰۵ مشخص شد
هشدار درباره کاهش رتبه علمی ایران در جهان
پایان اسکرول بینهایت و شمارش لایک در اینستاگرام
آزمون تربیت معلم همزمان با کنکور سراسری ۱۴۰۵ برگزار میشود
بزرگترین هواپیمای تمام برقی جهان ۲۷ دقیقه پرواز کرد
«ایران دیجیتال»؛ پیوند فناوری و نظام تعلیم و تربیت
تضمین امنیت کنکور رکن اصلی تحقق عدالت آموزشی/ برخورد قانونی با تقلب
توزیع کارت کنکور ۱۴۰۵ از امروز آغاز شد
ناسا به طرح لشکرکشی روباتهای کروی به تایتان گرنت داد
زمان و تعداد سوالات گروههای پنجگانه کنکور سراسری ۱۴۰۵ مشخص شد
جزئیات ثبت نام آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی گروه علوم پزشکی اعلام شد
جدیدترین تغییرات فراخوان جذب هیئت علمی علوم پزشکی را اینجا ببینید
امتحانات ترم تابستان دانشگاههای سراسری و آزاد حضوری شد
حکم اخراج یکی از دانشجویان دانشگاه شریف ابلاغ شد
آمادگی کامل شبکه ملی اجرا و حفاظت برای برگزاری مطلوب کنکور ۱۴۰۵
درباره ارتداد در اسلام و انواع آن بیشتر بدانید
بزرگداشتی برای میراث دار فلسفه و طب حکیم ابوعلی سینا
زبانآموز حرفهای چگونه آلمانی یاد میگیرد؟ نگاهی تخصصی به مسیر رسیدن از سطح A1 تا C1
ثبتنام آزمون دکتری گروه علوم پزشکی سال ۱۴۰۵
«غوطهور» در صف اکران رفت
نتایج نهایی آزمون دکتری اعلام شد
مهران مدیری تحت عمل جراحی و درمان قرار گرفت
توزیع کارت کنکور ۱۴۰۵ از امروز آغاز شد
هشدار درباره کاهش رتبه علمی ایران در جهان
حامد همایون مهمان درجام شد
آزمون تربیت معلم همزمان با کنکور سراسری ۱۴۰۵ برگزار میشود
خوراک رسانهای کودک دهه ۶۰ با امروز فرق دارد
آغاز ثبت نام پذیرفته شدگان آزمون دکتری از اول شهریور
پرچم انتقام و خونخواهی بر فراز گنبد مساجد کشور به اهتزاز درمی آید
آغاز دریافت کارت ۵ آزمون علوم پزشکی از امروز
چگونه ایمان در زمان جنگ تقویت میشود؟
مصوبه مهم درباره اقتصاد دیجیتال
چرا رهبر شهید به جوانان اروپایی نامه نوشتند؟
آثار و عوامل تجربه زیسته احساس تنهایی در دختران تجرد زیست
مسعود امیرلویی پس از ۵ سال مبارزه درگذشت
آموزش و پرورش باید در کنار سه قوه، «قوه چهارم» کشور باشد
«فرمانده هرمز» را چقدر میشناسید؟
ایده امیرکبیر در تأسیس دارالفنون چه بود؟
شوراهای آموزش و پرورش؛ ظرفیت ملی برای جهش کیفیت و عدالت تربیتی
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.